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1、内能内能 气体实验定律气体实验定律 1 1、物体是由、物体是由 组成的组成的 （2 2） 分子的大小分子的大小 分子直径的测量：分子直径的测量： 把分子视为把分子视为 ，用，用 粗测粗测 分子直径。分子直径。 分子直径的数量级为分子直径的数量级为 m m （1 1） 是宏观量与微观量之间的桥是宏观量与微观量之间的桥 梁。梁。 一、分子动理论一、分子动理论 球形球形 单分子油膜法单分子油膜法 1010大量分子大量分子 阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数 布布 朗朗 运运 动动 18271827年英国植物学家年英国植物学家 发现发现 液体温度液体温度 , ,布朗运动越激烈布朗运动越激烈 布朗运动布朗运动
2、 。 颗粒颗粒 ，布朗运动越明显，布朗运动越明显 特点特点 悬浮颗粒不断受到液体分子无规则撞击造悬浮颗粒不断受到液体分子无规则撞击造 成运动永不停息、无规则。成运动永不停息、无规则。 原因：原因： 间接说明间接说明 做永不停息无规则运动做永不停息无规则运动 布朗运动是布朗运动是 的运动的运动 说明说明 相互接触的物质的分子互相进入对方的现相互接触的物质的分子互相进入对方的现 象。温度越高，扩散象。温度越高，扩散 。 扩散现象：扩散现象： 2 2、分子在不停息的做无规则运动分子在不停息的做无规则运动热运动热运动 越快越快 布朗布朗 永不停息、无规则永不停息、无规则 越小越小 越高越高 悬浮在液体
3、中的固体颗粒悬浮在液体中的固体颗粒 液体分子液体分子 3 3 、 分 子 间 存 在 相 互 作 用 力分 子 间 存 在 相 互 作 用 力 分子间分子间 和和 同时存在同时存在 f f引引、f f斥斥随随r r增大而增大而 , , 但但 减小更快减小更快 当当r rr r0 0时，时，f f引引f f斥斥，分子力，分子力F F分分0 0 r rr r0 0，F F分分显示为显示为 ； r rr r0 0，分分显示为显示为 。 分子力是引力和斥力的分子力是引力和斥力的 。 f f引引 f f斥斥 r 0 0 F F r0 引力引力 斥力斥力 合力合力 减小减小 f f斥斥 引力引力 斥力斥力
4、 1 1、定义：物体中、定义：物体中所有所有分子的分子的动能与势能动能与势能的的总和总和叫物叫物 体的内能。体的内能。 二、物体的内能二、物体的内能 (1)(1)物体的内能是由物质的量、温度、体积等因素所决定的。物体的内能是由物质的量、温度、体积等因素所决定的。 (2)(2)对于气体，只考虑分子动能，所以一定质量气体的内能只由对于气体，只考虑分子动能，所以一定质量气体的内能只由 温度决定。温度决定。 是其他形式的能与内能相是其他形式的能与内能相 互转化的过程互转化的过程，内能改变可内能改变可 以用做功的多少来量度以用做功的多少来量度 2、改变物体内能的两种方式、改变物体内能的两种方式 方式一：
5、做功方式一：做功 方式二：热传递方式二：热传递 是物体间内能转移的过是物体间内能转移的过 程程，内能改变可以用传递内能改变可以用传递 的热量的多少来量度的热量的多少来量度 做功和热传递对改变物体的内能是等效的做功和热传递对改变物体的内能是等效的 物体内能的增量物体内能的增量E等于外界对物体做的功等于外界对物体做的功W和和 物体吸收的热量物体吸收的热量Q的总和。的总和。 三、热力学第一定律三、热力学第一定律 表达式：表达式： E= W+Q 符号规则：符号规则： 内能增加内能增加 ： E0； 内能减少：内能减少： E 0 外界对物体做功：外界对物体做功：W 0；物体对外界做功：；物体对外界做功：
6、W 0 物体从外界吸热：物体从外界吸热： Q0； 物体向外界放热：物体向外界放热： Q 0 能量既不能凭空产生能量既不能凭空产生，也不能凭空消失也不能凭空消失，它只它只 能从一种形式转化为别的形式能从一种形式转化为别的形式，或从一个物体转移到或从一个物体转移到 别的物体别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变在转化或转移的过程中其总量不变。 四、能的转化和守恒定律四、能的转化和守恒定律 1. 1.体积（体积（V V）：气体分子所能达到的空间范围（即气体所充：气体分子所能达到的空间范围（即气体所充 满的容器的容积）。满的容器的容积）。 单位：单位：mm3 3 ( (国际国际) )、L L、m L
7、 m L 1m3=103L(dm3)=106ml(cm3) （一）气体的状态参量（一）气体的状态参量 五、气体实验定律五、气体实验定律 （1 1）物理意义）物理意义 宏观：温度表示物体的冷热程度。宏观：温度表示物体的冷热程度。 微观：温度标志着物体内部分子无规则运动的剧烈程度微观：温度标志着物体内部分子无规则运动的剧烈程度。 （2 2）两种温度）两种温度 摄氏温度（摄氏温度（t t）：单位为摄氏度（）：单位为摄氏度（） 热力学温度热力学温度（T T）（绝对温度）：单位为开尔文（）（绝对温度）：单位为开尔文（K K） 2.2.温度温度 T T=t t + + 273273 产生：大量气体分子持续
8、不断地撞击容器壁而产生的。产生：大量气体分子持续不断地撞击容器壁而产生的。 定义：气体作用在器壁单位面积上的压力。定义：气体作用在器壁单位面积上的压力。 (P=F/S)(P=F/S) 单位：单位：1atm=1.0131atm=1.01310105 5Pa=76cmHgPa=76cmHg 计算：运用力的平衡或牛顿第二定律求解计算：运用力的平衡或牛顿第二定律求解 3.3.压强（压强（P P） 2211VPVPCPV 一定质量气体在温度不变时，它的压强和体积一定质量气体在温度不变时，它的压强和体积 成反比。成反比。 1 1、玻意耳定律、玻意耳定律 数学表达式：数学表达式： 或或 等温图线：等温图线：
9、 P 1/V 0 A V P 0 A （二）气体实验定律（二）气体实验定律 2 2、 查理定律查理定律 一定质量的气体，在体积不一定质量的气体，在体积不 变的情况下，它的压强跟热力学变的情况下，它的压强跟热力学 温度成正比。温度成正比。 数学表达式：数学表达式： 常量2211 TP TP等容图线等容图线 P T O )2731 (0tPPtP/Pa t / O -273 P0 等容图线等容图线 查理定律的摄氏温标表达：查理定律的摄氏温标表达： 其中其中p p0 0是是 0 0 时气体的压强。时气体的压强。 3 3、盖、盖吕萨克定律吕萨克定律 一定质量的气体，在体积压一定质量的气体，在体积压 强
10、不变的情况下，它的体积跟热强不变的情况下，它的体积跟热 力学温度成正比。力学温度成正比。 数学表达式：数学表达式： 常量2211 TV TV等压图线等压图线 V T O )2731 (0tVVtV/Pa t / O -273 V0 等压图线等压图线 盖盖吕萨克定律吕萨克定律的摄氏温标表达：的摄氏温标表达： 其中其中V V0 0是是 0 0 时气体的体积。时气体的体积。 分子平均动能：物体内所有分子动能的平均值。分子平均动能：物体内所有分子动能的平均值。 分子的动能分子的动能 温度是分子平均动能的标志。温度越高，分子平均温度是分子平均动能的标志。温度越高，分子平均 动能越大。动能越大。 分子动能：组成物体的分子由于热运动而具有的能。分子动能：组成物体的分子由于热运动而具有的能。 由于分子间存在相互作用力，所以分子具有由它由于分子间存在相互作用力，所以分子具有由它 们的相对位置决定的能，称为分子势能。们的相对位置决定的能，称为分子势能。 分子的势能分子的势能 分子势能在微观上与分子间距离有关，在宏观上分子势能在微观上与分子间距离有关，在宏观上 与物体的体积和状态有关。与物体的体积和状态有关。 分子力做正功，分子势能减少，分子力做正功，分子势能减少， 分子力做负功，分子势能增加。分子力做负功，分子势能增加。 分子力做功与分子势能间的变化关系分子力做功与分子势能间的变化关系：
